مقدمة
مقدمة
§ 1. موضوع الكيمياء الصوتية
§ 2. مقالة عن تطور الكيمياء السليمة
§ 3. الطرق التجريبية للكيمياء السليمة
الفصل 1. مجال الصوت والتجويف بالموجات فوق الصوتية
§ 4. المجال الصوتي والكميات التي تميزه (مفاهيم أساسية)
§ 5. التجويف الصوتي في السوائل
§ 6. نوى التجويف في السوائل
§ 7. نبض وانهيار فقاعات التجويف
§ 8. ديناميات تطور منطقة التجويف
الفصل 2. الدراسات التجريبية والنظرية للتفاعلات الكيميائية الصوتية والضياء الشمسي
§ 9. التأثير عوامل مختلفةوحدوث التفاعلات الكيميائية الصوتية والتلألؤ
§ 10. التلألؤ المشترك في السوائل المختلفة
§ 11. العمليات الفيزيائية التي تؤدي إلى حدوث تفاعلات كيميائية سليمة وتألق ضوئي
§ 12. الدراسات الطيفية للتألق المشترك
§ 13. العمليات الأولية الأولية والثانوية في فقاعة التجويف
§ 14. تصنيف التفاعلات الكيميائية بالموجات فوق الصوتية
§ 15. حول آلية تأثير الغازات وحدوث التفاعلات الكيميائية السليمة
§ 16. المجالات الصوتية بكثافة منخفضة
§ 17. المجالات الصوتية ذات التردد المنخفض
الفصل 3. طاقة التفاعلات الصوتية والكيميائية والعمليات الفيزيائية والكيميائية الناجمة عن التجويف
§ 18. الطرق الرئيسية لتحويل طاقة الاهتزازات الصوتية
§ 19. العائد الكيميائي الصوتي لمنتجات التفاعل (إنتاج الطاقة)
§ 20. العائدات الكيميائية والصوتية الأولية لمنتجات تقسيم المياه بالموجات فوق الصوتية
§ 21. إنتاجية الطاقة من تلألؤ الشمس
§ 22. اعتماد سرعة التفاعلات الصوتية والكيميائية على شدة الموجات فوق الصوتية
§ 23. اعتماد سرعة العمليات الفيزيائية والكيميائية الناتجة عن التجويف على شدة الموجات فوق الصوتية
§ 24. القوانين الكمية العامة
§ 25. في العلاقة بين مخرجات الطاقة للتفاعلات الصوتية والكيميائية والتألق الصوتي
الفصل 4. حركية التفاعلات الكيميائية بالموجات فوق الصوتية
§ 26. الدولة الثابتةلتركيز الجذور المتوسط ​​خلال فترة التذبذب والحجم (التقريب الأول)
§ 27. التغير في متوسط ​​تركيز الجذور على الحجم (التقريب الثاني)
§ 28. نموذج التجويف والانتشار للتوزيع المكاني والزماني للجذور (التقريب الثالث)
§ 29. مكانة طاقة الموجات فوق الصوتية بين الطرق الفيزيائية الأخرى للتأثير على المادة
§ 30. ملامح انتشار الحرارة من فقاعة التجويف
الفصل الخامس. الكيمياء السليمة للمياه والمحاليل المائية
§ 31. الملامح الرئيسية للنتائج التجريبية التي تم الحصول عليها
§ 32. التحلل الصوتي لمحاليل حمض الكلوروسيتيك. حول ظهور الإلكترونات المائية في مجال الموجات فوق الصوتية
§ 33. أكسدة كبريتات الحديد (II) في مجال الموجات فوق الصوتية
§ 34. تخفيض كبريتات السيريوم (IV) في مجال الموجات فوق الصوتية
§ 35. تخليق بيروكسيد الهيدروجين أثناء التحلل الصوتي للماء والمحاليل المائية للفورمات
§ 36. حساب قيم المخرجات الصوتية والكيميائية الأولية
§ 37. التفاعلات الصوتية والكيميائية في الماء والمحاليل المائية في جو النيتروجين
§ 38. بدء تفاعل متسلسل بالموجات فوق الصوتية للأيزومرية الفراغية لحمض الإيثيلين -1،2 ثنائي الكربوكسيل وإستراته
خاتمة. آفاق استخدام الموجات فوق الصوتية في العلوم والتكنولوجيا والطب
الأدب
دليل الموضوع

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

• مقدمة
• 1. مفهوم الصوت . موجات صوتية
• 1.1 مجال دراسة المؤثرات الصوتية على العمليات الكيميائية
• 1.2 طرق الكيمياء السليمة
• 2. استخدام الموجات فوق الصوتية كوسيلة للتكثيف عمليات التكنولوجيا الكيميائية
• 3. استخدام الموجات فوق الصوتية كوسيلة لتكثيف العمليات الكيميائية
• خاتمة
• مقدمة
• القرن الحادي والعشرون هو قرن التقنيات الحيوية وتكنولوجيا النانو والمعلوماتية العالمية والإلكترونيات والموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية. تمثل الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية حركة تذبذبية منتشرة على شكل موجة لجزيئات الوسط وتتميز بعدد من الخصائص السمات المميزةمقارنة بالتقلبات في النطاق المسموع. في نطاق الترددات فوق الصوتية، من السهل نسبيًا الحصول على إشعاع موجه؛ تتناسب اهتزازات الموجات فوق الصوتية بشكل جيد مع التركيز، ونتيجة لذلك تزداد شدة الاهتزازات فوق الصوتية في مناطق معينة من التأثير. عند توزيعها في الغازات والسوائل و المواد الصلبةآه، الاهتزازات الصوتية تؤدي إلى ظواهر فريدة، تم العثور على الكثير منها الاستخدام العمليفي مختلف مجالات العلوم والتكنولوجيا، ظهرت العشرات من التقنيات الصوتية عالية الكفاءة والموفرة للموارد. في السنوات الاخيرةبدأ استخدام الاهتزازات الصوتية يلعب دورًا متزايد الأهمية في الصناعة و بحث علمي. البحوث النظرية والتجريبية في مجال التجويف بالموجات فوق الصوتيةوالتدفقات الصوتية، مما جعل من الممكن تطوير عمليات تكنولوجية جديدة تحدث تحت تأثير الموجات فوق الصوتية في الطور السائل.
• حاليًا، يتم تشكيل اتجاه جديد للكيمياء - الكيمياء الصوتية، مما يجعل من الممكن تسريع العديد من العمليات الكيميائية والتكنولوجية والحصول على مواد جديدة، إلى جانب البحث النظري والتجريبي في مجال التفاعلات الكيميائية الصوتية، تم إنجاز الكثير العمل التطبيقي. إن تطوير وتطبيق التقنيات الصوتية يفتح حاليًا آفاقًا جديدة في إنشاء مواد ومواد جديدة، وفي نقل خصائص جديدة إلى المواد والبيئات المعروفة، وبالتالي يتطلب فهم الظواهر والعمليات التي تحدث تحت تأثير الموجات فوق الصوتية ودون الصوتية، قدرات التقنيات الجديدة وآفاق تطبيقها.
• 1. مفهوم الصوت. موجات صوتية

صوت -- ظاهرة فيزيائيةوهو الانتشار على شكل موجات مرنة من الاهتزازات الميكانيكية في وسط صلب أو سائل أو غازي. بالمعنى الضيق، يشير الصوت إلى هذه الاهتزازات، التي يتم النظر فيها فيما يتعلق بكيفية إدراكها بواسطة حواس الحيوانات والبشر.

مثل أي موجة، يتميز الصوت بالسعة وطيف التردد. شخص عاديقادر على سماع اهتزازات الصوت في نطاق الترددات من 16-20 هرتز إلى 15-20 كيلو هرتز. يُطلق على الصوت الموجود تحت نطاق السمع البشري اسم الموجات فوق الصوتية؛ أعلى: ما يصل إلى 1 جيجا هرتز - الموجات فوق الصوتية، من 1 جيجا هرتز - فرط الصوت. يعتمد حجم الصوت بطريقة معقدة على ضغط الصوت الفعال، وتردد الاهتزازات وشكلها، ولا تعتمد درجة الصوت على التردد فحسب، بل أيضًا على حجم ضغط الصوت.

الموجات الصوتية في الهواء عبارة عن مناطق متناوبة من الضغط والتخلخل. يمكن أن تكون الموجات الصوتية بمثابة مثال على عملية تذبذبية. يرتبط أي تذبذب بانتهاك حالة توازن النظام ويتم التعبير عنه في انحراف خصائصه عن قيم التوازن مع العودة اللاحقة إلى القيمة الأصلية. وبالنسبة لاهتزازات الصوت، فإن هذه الخاصية هي الضغط عند نقطة ما في الوسط، وانحرافها هو ضغط الصوت.

إذا قمت بإجراء إزاحة حادة لجزيئات وسط مرن في مكان واحد، على سبيل المثال، باستخدام مكبس، فإن الضغط في هذا المكان سيزداد. بفضل الروابط المرنة للجزيئات، ينتقل الضغط إلى الجزيئات المجاورة، والتي بدورها تؤثر على الجزيئات التالية، وعلى المنطقة ضغط دم مرتفعكما لو كان يتحرك في وسط مرن. منطقة الضغط المرتفع تتبعها منطقة الضغط المنخفض، وبالتالي تتشكل سلسلة من مناطق الضغط والتخلخل المتناوبة، تنتشر في الوسط على شكل موجة. كل جسيم من الوسط المرن في هذه الحالة سوف يؤدي حركات تذبذبية.

الشكل 1 - حركة الجزيئات أثناء انتشار الموجة أ) حركة جزيئات الوسط أثناء انتشار الموجة الطولية؛ ب) حركة جزيئات الوسط أثناء انتشار الموجة المستعرضة.

الشكل 2 - خصائص العملية التذبذبية

في الوسائط السائلة والغازية، حيث لا توجد تقلبات كبيرة في الكثافة، تكون الموجات الصوتية طولية بطبيعتها، أي أن اتجاه اهتزاز الجزيئات يتزامن مع اتجاه حركة الموجة. في المواد الصلبة، بالإضافة إلى التشوهات الطولية، تحدث أيضًا تشوهات القص المرنة، مما يتسبب في إثارة الموجات المستعرضة (القص)؛ وفي هذه الحالة، تتأرجح الجسيمات بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجة. سرعة انتشار الموجات الطولية أكبر بكثير من سرعة انتشار موجات القص.

1.1 مجال دراسة المؤثرات الصوتية على العمليات الكيميائية

يُطلق على فرع الكيمياء الذي يدرس تفاعل الموجات الصوتية القوية والتأثيرات الكيميائية والفيزيائية والكيميائية الناتجة اسم الكيمياء الصوتية (كيمياء الصوت). تدرس كيمياء الصوت حركية وآلية التفاعلات الكيميائية الصوتية التي تحدث في حجم المجال الصوتي. يشمل مجال الكيمياء الصوتية أيضًا بعض العمليات الفيزيائية والكيميائية في المجال الصوتي: اللمعان الصوتي، وتشتت المادة تحت تأثير الصوت، والاستحلاب وغيرها من العمليات الكيميائية الغروية. التلألؤ الصوتي هو ظاهرة وميض الضوء الذي يحدث أثناء انهيار فقاعات التجويف المتولدة في السائل بواسطة موجة فوق صوتية قوية. تجربة نموذجية لمراقبة اللمعان الصوتي هي كما يلي: يتم وضع مرنان في وعاء به ماء ويتم إنشاء موجة فوق صوتية كروية قائمة فيه. مع قوة الموجات فوق الصوتية الكافية، يظهر مصدر نقطة ساطعة للضوء المزرق في وسط الخزان - يتحول الصوت إلى ضوء. تركز الكيمياء الصوتية على دراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث تحت تأثير الاهتزازات الصوتية - التفاعلات الكيميائية الصوتية.

كقاعدة عامة، تتم دراسة العمليات الكيميائية الصوتية في نطاق الموجات فوق الصوتية (من 20 كيلو هرتز إلى عدة ميجاهرتز). تتم دراسة الاهتزازات الصوتية في نطاق كيلوهرتز ونطاق الموجات فوق الصوتية بشكل أقل تكرارًا.

تدرس كيمياء الصوت عمليات التجويف. كافيتامسيا (من اللاتينية كافيتا - الفراغ) هي عملية التبخر والتكثيف اللاحق لفقاعات البخار في تدفق السائل، مصحوبة بالضوضاء والصدمات الهيدروليكية، وتكوين تجاويف في السائل (فقاعات التجويف، أو الكهوف) المملوءة بالبخار من السائل نفسه الذي يحدث فيه. يحدث التجويف نتيجة انخفاض موضعي في الضغط في السائل، والذي يمكن أن يحدث إما مع زيادة سرعته (التجويف الهيدروديناميكي)، أو مع مرور موجة صوتية عالية الشدة خلال نصف فترة الخلخلة (التجويف الصوتي) )؛ وهناك أسباب أخرى لهذا التأثير. الانتقال مع التدفق إلى منطقة بها المزيد ضغط مرتفعأو خلال نصف دورة الضغط، تنهار فقاعة التجويف، وتنبعث منها موجة صدمة.

1.2 طرق الكيمياء السليمة

لدراسة التفاعلات الصوتية والكيميائية، يتم استخدام الطرق التالية: التأثير الكهروضغطي العكسي وتأثير الانقباض المغناطيسي لتوليد اهتزازات صوتية عالية التردد في السائل، والكيمياء التحليلية لدراسة منتجات التفاعلات الصوتية والكيميائية، والتأثير الكهروضغطي العكسي - حدوث تشوهات ميكانيكية تحت تأثير المجال الكهربائي (يستخدم في البواعث الصوتية، في أنظمة الحركات الميكانيكية - المنشطات).

التدفق المغناطيسي هو ظاهرة أنه عندما تتغير حالة مغنطة الجسم، يتغير حجمه وأبعاده الخطية (تُستخدم لتوليد الموجات فوق الصوتية والفائقة الصوت).

الموجات فوق الصوتية -- موجات صوتية، وجود تردد أقل من المتصور الأذن البشرية. بما أن الأذن البشرية عادة ما تكون قادرة على سماع الأصوات في نطاق الترددات 16-20000 هرتز، عادة ما يتم اعتبار 16 هرتز كحد أعلى لنطاق الترددات دون الصوتية، ويتم تعريف الحد الأدنى لنطاق الموجات دون الصوتية بشكل تقليدي على أنه 0.001 هرتز.

تحتوي الموجات فوق الصوتية على عدد من الميزات المرتبطة بالتردد المنخفض لاهتزازات الوسط المرن: فهي تحتوي على سعات اهتزاز أكبر بكثير؛ ينتشر بشكل أكبر في الهواء، حيث أن امتصاصه في الغلاف الجوي لا يكاد يذكر؛ يُظهر ظاهرة الحيود، ونتيجة لذلك يخترق الغرف بسهولة ويلتف حول العوائق التي تمنع الأصوات المسموعة؛ يتسبب في اهتزاز الأجسام الكبيرة بسبب الرنين.

موجة التجويف الكيميائي بالموجات فوق الصوتية

2. استخدام الموجات فوق الصوتية كوسيلة لتكثيف العمليات الكيميائية والتكنولوجية

يتم التأثير الفيزيائي على التفاعلات الكيميائية في هذه الحالة في الأجهزة التي تعمل بالموجات فوق الصوتية،- الأجهزة التي فيها للتكثيف العمليات التكنولوجيةفي الوسائط السائلة، يتم استخدام الاهتزازات الصوتية منخفضة التردد (في الواقع الأشعة تحت الحمراء تردد الصوتتصل إلى 20 هرتز، ترددات صوتية تصل إلى 100 هرتز). يتم إنشاء الاهتزازات مباشرة في الوسط المعالج باستخدام بواعث مرنة ذات تكوينات وأشكال مختلفة أو مكابس معدنية صلبة متصلة بجدران الحاويات التكنولوجية من خلال عناصر مرنة (على سبيل المثال، المطاط). وهذا يجعل من الممكن تخليص جدران الجهاز بالموجات فوق الصوتية من اهتزازات المصدر، مما يقلل بشكل كبير من مستوى الاهتزاز والضوضاء فيها مباني الإنتاج. في الأجهزة دون الصوتية، يتم إثارة الاهتزازات ذات السعات الكبيرة (من الوحدات إلى عشرات المليمترات).

ومع ذلك، فإن الامتصاص المنخفض للموجات دون الصوتية بواسطة وسيط العمل وإمكانية مطابقتها مع باعث التذبذب (اختيار معلمات المصدر المناسبة) وحجم الجهاز (لمعالجة كميات معينة من السائل) يجعل من الممكن تمديد الموجة غير الخطية التأثيرات التي تنشأ عند التعرض للأشعة تحت الصوتية لأحجام تكنولوجية كبيرة. ونتيجة لهذا، تختلف الأجهزة التي تعمل بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي عن الأجهزة التي تعمل بالموجات فوق الصوتية، حيث تتم معالجة السوائل بكميات صغيرة.

يتم تنفيذ ما يلي في أجهزة الموجات فوق الصوتية: الآثار الجسدية(واحدة أو أكثر في وقت واحد): التجويف، علامة متناوبة عالية السعة وضغط الإشعاع (الإشعاع الصوتي)، تدفقات السوائل المتناوبة، التدفقات الصوتية (الرياح الصوتية)، تفريغ السائل وتكوين العديد من فقاعات الغاز وطبقات توازنها فيه ، تحول الطور للتذبذبات بين الجسيمات العالقة والسائل. تعمل هذه التأثيرات على تسريع تفاعلات الأكسدة والاختزال والكهروكيميائية وغيرها بشكل كبير، وتكثيف العمليات الصناعية لخلط وتصفية وإذابة وتشتيت المواد الصلبة في السوائل، وفصل المعلقات وتصنيفها وتجفيفها، وكذلك تنظيف الأجزاء والآليات، وما إلى ذلك بمقدار 2-4 مرات. .

يتيح استخدام الموجات فوق الصوتية تقليل استهلاك الطاقة والمعادن المحددة عدة مرات و أبعادالأجهزة، وكذلك معالجة السوائل مباشرة في التدفق عند نقلها عبر خطوط الأنابيب، مما يلغي تركيب الخلاطات والأجهزة الأخرى.

الشكل 3 - جهاز يعمل بالموجات فوق الصوتية لخلط المعلقات: 1 - باعث اهتزاز الغشاء. 2 - مغير الهواء المضغوط. 3 - جهاز التمهيد. 4- الضاغط

أحد أكثر مجالات تطبيق الموجات فوق الصوتية شيوعًا هو خلط المعلقات باستخدام، على سبيل المثال، أجهزة الموجات فوق الصوتية الأنبوبية. تتكون هذه الآلة من واحد أو أكثر من بواعث مائية متصلة بالسلسلة وجهاز تحميل.

3. استخدام الموجات فوق الصوتية في تكثيف العمليات الكيميائية

الموجات فوق الصوتية MK - موجات صوتية ذات تردد أعلى مما تدركه الأذن البشرية، وعادةً ما تعني الموجات فوق الصوتية ترددات أعلى من 20000 هرتز. عادةً ما يتم إنشاء الاهتزازات عالية التردد المستخدمة في الصناعة باستخدام محولات الطاقة الخزفية. في الحالات التي تكون فيها قوة الاهتزازات فوق الصوتية ذات أهمية أساسية، يتم استخدام المصادر الميكانيكية للموجات فوق الصوتية.

يشمل تأثير الموجات فوق الصوتية على العمليات الكيميائية والفيزيائية والكيميائية التي تحدث في السوائل: بدء بعض التفاعلات الكيميائية، والتغيرات في سرعة التفاعلات وفي بعض الأحيان اتجاهها، وظهور التلألؤ السائل (التلألؤ الصوتي)، وإنشاء موجات صدمية في السوائل، واستحلاب المواد غير القابلة للامتزاج. السوائل والتحام (دمج). الجسيمات داخل وسط متحرك أو على سطح الجسم) المستحلبات والتشتت (الطحن الدقيق للمواد الصلبة أو السوائل) للمواد الصلبة والتخثر (دمج الجسيمات الصغيرة المشتتة في مجاميع أكبر) من الجسيمات الصلبة في السائل ، تفريغ السائل ، إلخ. تستخدم أجهزة الموجات فوق الصوتية لتنفيذ العمليات التكنولوجية.

يرتبط تأثير الموجات فوق الصوتية على العمليات المختلفة بالتجويف (تكوين السائل أثناء مرور موجة صوتية من التجاويف (فقاعات التجويف) المملوءة بالغاز أو البخار أو خليط منهما).

يمكن تقسيم التفاعلات الكيميائية التي تحدث في السائل تحت تأثير الموجات فوق الصوتية (التفاعلات الصوتية والكيميائية) إلى: أ) تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تحدث في المحاليل المائية بين المواد المذابة ومنتجات تحلل جزيئات الماء داخل فقاعة التجويف (H، OH،)، على سبيل المثال :

ب) التفاعلات بين الغازات الذائبة والمواد ذات ضغط البخار العالي الموجودة داخل فقاعة التجويف:

ج) التفاعلات المتسلسلة التي لا تبدأ بواسطة منتجات التحلل الجذري للماء، ولكن بواسطة بعض المواد الأخرى التي تتفكك في فقاعة التجويف، على سبيل المثال، أيزومرة حمض الماليك إلى حمض الفوماريك تحت تأثير Br، والتي تكونت نتيجة للتفكك الكيميائي الصوتي.

د) التفاعلات التي تنطوي على الجزيئات الكبيرة. بالنسبة لهذه التفاعلات، ليس فقط التجويف وموجات الصدمة المرتبطة به والنفاثات التراكمية مهمة، ولكن أيضًا القوى الميكانيكية، تحطيم الجزيئات. تكون الجذور الكلية الناتجة في وجود المونومر قادرة على بدء البلمرة.

هـ) بدء الانفجار في المتفجرات السائلة والصلبة.

و) التفاعلات في الأنظمة السائلة غير المائية، على سبيل المثال، الانحلال الحراري وأكسدة الهيدروكربونات، وأكسدة الألدهيدات والكحولات، وألكلة المركبات العطرية، وما إلى ذلك.

إن خاصية الطاقة الرئيسية للتفاعلات الكيميائية الصوتية هي إنتاج الطاقة، والذي يتم التعبير عنه بعدد جزيئات المنتج المتكونة على حساب 100 فولت من الطاقة الممتصة. عادة لا يتجاوز إنتاج الطاقة لمنتجات تفاعلات الأكسدة والاختزال عدة وحدات ردود الفعل المتسلسلةيصل إلى عدة آلاف.

تحت تأثير الموجات فوق الصوتية، في العديد من التفاعلات، من الممكن زيادة السرعة عدة مرات (على سبيل المثال، في تفاعلات الهدرجة، الأيزومرة، الأكسدة، وما إلى ذلك)، وأحيانا يزيد العائد أيضا في وقت واحد.

من المهم أن يؤخذ تأثير الموجات فوق الصوتية في الاعتبار عند تطوير وتنفيذ العمليات التكنولوجية المختلفة (على سبيل المثال، عند التعرض للماء الذي يذوب فيه الهواء، وتتكون أكاسيد النيتروجين)، من أجل فهم العمليات المصاحبة لامتصاص الصوت في وسائط.

خاتمة

حاليًا، تُستخدم الاهتزازات الصوتية على نطاق واسع في الصناعة، باعتبارها عاملاً تكنولوجيًا واعدًا يسمح، إذا لزم الأمر، بتكثيف عمليات الإنتاج بشكل حاد.

يسمح استخدام الموجات فوق الصوتية القوية في العمليات التكنولوجية لإنتاج ومعالجة المواد والمواد بما يلي:

تقليل تكلفة العملية أو المنتج،

الحصول على منتجات جديدة أو تحسين جودة المنتجات الحالية،

تكثيف العمليات التكنولوجية التقليدية أو تحفيز تنفيذ عمليات جديدة،

المساهمة في تحسين الوضع البيئي من خلال تقليل عدوانية سوائل المعالجة.

ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الموجات فوق الصوتية لها تأثير سلبي للغاية على الكائنات الحية. ومن أجل الحد من هذه التأثيرات، يوصى بوضع تركيبات الموجات فوق الصوتية في غرف خاصة، وذلك باستخدام أنظمة لتنفيذ العمليات التكنولوجية عليها جهاز التحكم. أتمتة هذه المنشآت لها تأثير كبير.

هناك طريقة أكثر اقتصادا للحماية من تأثيرات الموجات فوق الصوتية وهي استخدام أغلفة عازلة للصوت تغطي وحدات الموجات فوق الصوتية، أو الشاشات الموجودة في مسار انتشار الموجات فوق الصوتية. هذه الشاشات مصنوعة من صفائح الفولاذ أو الدورالومين أو البلاستيك أو المطاط الخاص.

قائمة المصادر المستخدمة

1. مارغوليسماجستير أساسيات الكيمياء الصوتية (التفاعلات الكيميائية في المجالات الصوتية)؛ كتاب مدرسي دليل للكيمياء. والتقني الكيميائي. تخصصات الجامعات / ماجستير مارغوليس. م.: الثانوية العامة، 1984. ص272.

2. سوسليك ك.س. الموجات فوق الصوتية. آثاره الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية. الطبعة: VCH، نيويورك، 336 فرك.

3. كارداشيف ج.أ. الطرق الفيزيائيةتكثيف عمليات التكنولوجيا الكيميائية. م: الكيمياء، 1990، 208 ص.

5. التلألؤ

6. الموجات فوق الصوتية

تم النشر على موقع Allbest.ru

وثائق مماثلة

عمليات التكنولوجيا الكيميائية. تطوير مخطط العملية الكيميائية والتكنولوجية. معايير التحسين. الطريقة الطوبولوجية وCTS. مفاهيم وتعريفات نظرية الرسم البياني. معلمات الوضع التكنولوجي لعناصر CTS. دراسة العمليات العشوائية.

محاضرة، أضيفت في 18/02/2009


نظرية العمليات الكيميائية للتخليق العضوي. الحل: أثناء ألكلة البنزين مع البروبيلين في وجود أي محفزات، يحدث استبدال تسلسلي لذرات الهيدروجين لتكوين خليط من المنتجات درجات متفاوتهالألكلة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 01/04/2009


التوليف العضويكفرع من فروع الكيمياء موضوعه وطرق دراسته. جوهر عمليات الألكلة والأسيلة وردود الفعل المميزة ومبادئ حدوثها. وصف تفاعلات التكثيف. خصائص وأهمية تفاعلات النترات والهلجنة.

محاضرة، أضيفت في 28/12/2009


مراحل دراسة عمليات الاحتراق والانفجار. الأنواع الرئيسية للانفجارات وتصنيفها حسب نوع التفاعلات الكيميائية وكثافة المادة. تفاعلات التحلل، الأكسدة والاختزال، البلمرة، الأيزومرة والتكثيف، المخاليط هي أساس الانفجارات.

الملخص، تمت إضافته في 06/06/2011


معالجة المياه الصناعية. مجموعة من العمليات التي تضمن تنقية المياه. العمليات غير الحفزية المتجانسة وغير المتجانسة في المراحل السائلة والغازية وأنماطها وطرق تكثيفها. مقارنة بين أنواع مختلفة من المفاعلات الكيميائية.

تمت إضافة المحاضرة في 29/03/2009


طرق الحصول على الأصباغ. تحضير سلفانيلات الصوديوم عن طريق التوليف. خصائص المواد الخام الأولية والمنتج الناتج. حساب العمليات والمعدات الكيميائية والتكنولوجية. الوصف الرياضي الطريقة الكيميائيةالحصول على سلفانيلات الصوديوم.

أطروحة، أضيفت في 21/10/2013


مفهوم وحساب معدل التفاعلات الكيميائية وأهميته العلمية والعملية وتطبيقه. صياغة قانون الفعل الجماعي. العوامل المؤثرة على سرعة التفاعلات الكيميائية. أمثلة على التفاعلات التي تحدث في الأنظمة المتجانسة وغير المتجانسة.

تمت إضافة العرض في 30/04/2012


مفهوم وشروط مرور التفاعلات الكيميائية. خصائص تفاعلات المركب والتحلل والإحلال والتبادل وتطبيقاتها في الصناعة. تفاعلات الأكسدة والاختزال هي أساس علم المعادن وجوهر التكافؤ وأنواع الأسترة التبادلية.

الملخص، تمت إضافته في 27/01/2012


أهمية الماء بالنسبة الصناعة الكيميائية. تحضير الماء ل عمليات الانتاج. العمليات التحفيزية وتصنيفها. تأثير المحفز على سرعة العمليات التكنولوجية الكيميائية. التوازن المادي لفرن احتراق الكبريت.

تمت إضافة الاختبار في 18/01/2014


آليات تأثير الموجات فوق الصوتية على التفاعلات الكيميائية. أخذها بعين الاعتبار عند تطوير وتنفيذ العمليات التكنولوجية. التقنيات المنفذة باستخدام الموجات فوق الصوتية. التنظيف الدقيق وإزالة الشحوم. تفريغ ذوبان ولحام البوليمرات والمعادن.

تعريف

تفاعل كيميائيتسمى تحولات المواد التي يحدث فيها تغيير في تركيبها و (أو) بنيتها.

في أغلب الأحيان، تُفهم التفاعلات الكيميائية على أنها عملية تحويل المواد الأولية (الكواشف) إلى مواد نهائية (منتجات).

تتم كتابة التفاعلات الكيميائية باستخدام معادلات كيميائية تحتوي على صيغ المواد الأولية ومنتجات التفاعل. وفقا لقانون حفظ الكتلة، فإن عدد ذرات كل عنصر في اليسار و الأجزاء الصحيحةالمعادلات الكيميائية هي نفسها. عادة، يتم كتابة صيغ المواد الأولية على الجانب الأيسر من المعادلة، وصيغ المنتجات على اليمين. يتم تحقيق المساواة في عدد ذرات كل عنصر على الجانبين الأيسر والأيمن للمعادلة عن طريق وضع معاملات متكافئة صحيحة أمام صيغ المواد.

قد تحتوي المعادلات الكيميائية على معلومات إضافية حول خصائص التفاعل: درجة الحرارة، الضغط، الإشعاع، وما إلى ذلك، والتي يُشار إليها بالرمز المقابل أعلى (أو "أسفل") علامة التساوي.

يمكن تجميع جميع التفاعلات الكيميائية في عدة فئات، والتي لها خصائص معينة.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب عدد وتركيب المواد البادئة والناتجة

ووفقا لهذا التصنيف تنقسم التفاعلات الكيميائية إلى تفاعلات الاتصال والتحلل والإحلال والتبادل.

نتيجة ل ردود الفعل المركبةمن مادتين أو أكثر (معقدة أو بسيطة) تتكون مادة واحدة جديدة. في منظر عامتبدو معادلة هذا التفاعل الكيميائي كما يلي:

على سبيل المثال:

كربونات الكالسيوم 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

2Mg + O2 = 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

تفاعلات المركب تكون في معظم الحالات طاردة للحرارة، أي. المضي قدما في إطلاق الحرارة. إذا كان رد الفعل ينطوي على مواد بسيطة، فإن مثل هذه التفاعلات غالبًا ما تكون تفاعلات الأكسدة والاختزال (ORR)، أي. تحدث مع تغيرات في حالات أكسدة العناصر. من المستحيل أن نقول بشكل لا لبس فيه ما إذا كان تفاعل المركب بين المواد المعقدة سيتم تصنيفه على أنه ORR.

التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين عدة مواد جديدة أخرى (معقدة أو بسيطة) من مادة معقدة واحدة تصنف على أنها تفاعلات التحلل. بشكل عام، تبدو معادلة التفاعل الكيميائي للتحلل كما يلي:

على سبيل المثال:

كربونات الكالسيوم 3 كربونات الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون 2 (1)

2 ح 2 يا = 2 ح 2 + يا 2 (2)

CuSO 4 × 5H2O = CuSO4 + 5H2O (3)

Cu(OH) 2 = CuO + H2O (4)

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 =2SO 2 + يا 2 (6)

(NH4) 2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 +4H2O (7)

تحدث معظم تفاعلات التحلل عند تسخينها (1،4،5). احتمال التحلل تحت تأثير التيار الكهربائي (2). يحدث تحلل الهيدرات والأحماض والقواعد وأملاح الأحماض المحتوية على الأكسجين (1، 3، 4، 5، 7) دون تغيير حالات أكسدة العناصر، أي. لا ترتبط ردود الفعل هذه بـ ODD. تشمل تفاعلات تحلل ORR تحلل الأكاسيد والأحماض والأملاح التي تتكون من العناصر الموجودة في درجات أعلىالأكسدة (6).

توجد تفاعلات التحلل أيضًا في الكيمياء العضوية، ولكن تحت أسماء أخرى - التكسير (8)، نزع الهيدروجين (9):

ج 18 ح 38 = ج 9 ح 18 + ج 9 ح 20 (8)

ج 4 ح 10 = ج 4 ح 6 + 2 ح 2 (9)

في تفاعلات الاستبدالتتفاعل مادة بسيطة مع مادة معقدة لتشكل مادة جديدة بسيطة ومادة جديدة معقدة. بشكل عام، تبدو معادلة تفاعل الاستبدال الكيميائي كما يلي:

على سبيل المثال:

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 (3)

2KlO3 + l2 = 2KlO3 + Cl2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك (7)

معظم تفاعلات الاستبدال هي الأكسدة والاختزال (1 – 4، 7). أمثلة تفاعلات التحلل التي لا يحدث فيها أي تغيير في حالات الأكسدة قليلة (5، 6).

تبادل ردود الفعلهي التفاعلات التي تحدث بين المواد المعقدة التي تتبادل فيها عناصر. عادةً ما يستخدم هذا المصطلح للتفاعلات التي تتضمن الأيونات الموجودة في محلول مائي. بشكل عام، تبدو معادلة تفاعل التبادل الكيميائي كما يلي:

AB + CD = AD + CB

على سبيل المثال:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H2O (1)

NaOH + حمض الهيدروكلوريك = NaCl + H2O (2)

NaHCO 3 + حمض الهيدروكلوريك = NaCl + H2O + CO2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)

تفاعلات التبادل ليست الأكسدة والاختزال. حالة خاصةتفاعلات التبادل هذه هي تفاعلات تحييد (تفاعلات بين الأحماض والقلويات) (2). تستمر تفاعلات التبادل في الاتجاه الذي يتم فيه إزالة مادة واحدة على الأقل من مجال التفاعل على شكل مادة غازية (3)، أو راسب (4، 5) أو مركب ضعيف التفكك، غالبًا ماء (1، 2). ).

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب التغيرات في حالات الأكسدة

اعتمادا على التغير في حالات الأكسدة للعناصر التي تشكل الكواشف ومنتجات التفاعل، تنقسم جميع التفاعلات الكيميائية إلى تفاعلات الأكسدة والاختزال (1، 2) وتلك التي تحدث دون تغيير حالة الأكسدة (3، 4).

2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

Mg 0 - 2e = Mg 2+ (عامل اختزال)

C 4+ + 4e = C 0 (عامل مؤكسد)

FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e = Fe 3+ (عامل اختزال)

N 5+ +3e = N 2+ (عامل مؤكسد)

AgNO 3 + حمض الهيدروكلوريك = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H2SO4 = CaSO4 ↓ + H2O (4)

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب التأثير الحراري

اعتمادًا على ما إذا كانت الحرارة (الطاقة) يتم إطلاقها أو امتصاصها أثناء التفاعل، يتم تقسيم جميع التفاعلات الكيميائية تقليديًا إلى طاردة للحرارة (1، 2) وماصة للحرارة (3)، على التوالي. تسمى كمية الحرارة (الطاقة) المنطلقة أو الممتصة أثناء التفاعل بالتأثير الحراري للتفاعل. إذا كانت المعادلة تشير إلى كمية الحرارة المنبعثة أو الممتصة، فإن هذه المعادلات تسمى الكيمياء الحرارية.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46.2 كيلوجول (1)

2Mg+O2 = 2MgO + 602.5 كيلوجول (2)

N 2 + O 2 = 2NO – 90.4 كيلوجول (3)

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب اتجاه التفاعل

بناءً على اتجاه التفاعل، يتم التمييز بين العمليات العكسية (العمليات الكيميائية التي تكون منتجاتها قادرة على التفاعل مع بعضها البعض تحت نفس الظروف التي تم الحصول عليها لتكوين المواد الأولية) وغير القابلة للانعكاس (العمليات الكيميائية التي لا تكون منتجاتها قادرة على التفاعل مع بعضها البعض لتكوين المواد الأولية).

بالنسبة للتفاعلات العكسية، عادة ما يتم كتابة المعادلة في الصورة العامة على النحو التالي:

أ + ب ↔ أ ب

على سبيل المثال:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

تتضمن أمثلة التفاعلات التي لا رجعة فيها التفاعلات التالية:

2KlO 3 → 2Kl + ЗО 2

ج 6 ح 12 يا 6 + 6 يا 2 → 6CO 2 + 6 ح 2 يا

يمكن أن يكون الدليل على عدم رجعية التفاعل هو إطلاق مادة غازية، أو راسب، أو مركب ضعيف التفكك، غالبًا الماء، كمنتجات للتفاعل.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب وجود المحفز

ومن وجهة النظر هذه، يتم التمييز بين التفاعلات الحفزية وغير الحفزية.

المحفز هو مادة تعمل على تسريع تقدم التفاعل الكيميائي. تسمى التفاعلات التي تحدث بمشاركة المحفزات بالتفاعلات الحفزية. بعض التفاعلات لا يمكن أن تحدث على الإطلاق دون وجود محفز:

2H2O2 = 2H2O + O2 (محفز MnO2)

غالبًا ما يعمل أحد منتجات التفاعل كمحفز يعمل على تسريع هذا التفاعل (تفاعلات التحفيز الذاتي):

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O، حيث Me فلز.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

أثناء التفاعلات الكيميائية، تنتج مادة أخرى (يجب عدم الخلط بينه وبين التفاعلات النووية، حيث يتم إنتاج مادة واحدة). عنصر كيميائييتحول إلى آخر).

يتم وصف أي تفاعل كيميائي بالمعادلة الكيميائية:

المواد المتفاعلة → منتجات التفاعل

يشير السهم إلى اتجاه رد الفعل.

على سبيل المثال:

في هذا التفاعل، يتفاعل الميثان (CH 4) مع الأكسجين (O 2)، مما يؤدي إلى تكوين ثاني أكسيد الكربون (CO 2) والماء (H 2 O)، أو بشكل أكثر دقة، بخار الماء. هذا هو بالضبط رد الفعل الذي يحدث في مطبخك عندما تشعل موقد الغاز. المعادلة يجب أن تقرأ هكذا: يتفاعل جزيء واحد من غاز الميثان مع جزيئين من غاز الأكسجين لإنتاج جزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون وجزيئين من الماء (بخار الماء).

تسمى الأرقام الموضوعة قبل مكونات التفاعل الكيميائي معاملات التفاعل.

تحدث تفاعلات كيميائية ماص للحرارة(مع امتصاص الطاقة) و طارد للحرارة(مع إطلاق الطاقة). يعد احتراق الميثان مثالًا نموذجيًا للتفاعل الطارد للحرارة.

هناك عدة أنواع من التفاعلات الكيميائية. الأكثر شيوعا:

• تفاعلات الاتصال
• تفاعلات التحلل
• تفاعلات استبدال واحدة؛
• تفاعلات الإزاحة المزدوجة؛
• تفاعلات الأكسدة
• تفاعلات الأكسدة والاختزال.

التفاعلات المركبة

في التفاعلات المركبة، يتكون عنصران على الأقل من منتج واحد:

2Na (ر) + Cl 2 (ز) → 2NaCl (ر)- تكوين ملح الطعام.

يجب الانتباه إلى فارق بسيط في التفاعلات المركبة: اعتمادًا على ظروف التفاعل أو نسب الكواشف التي تدخل التفاعل، قد تكون نتيجته منتجات مختلفة. على سبيل المثال، في ظل ظروف الاحتراق العادية للفحم، اتضح ثاني أكسيد الكربون:
C (ر) + O 2 (ز) → CO 2 (ز)

إذا كانت كمية الأكسجين غير كافية، يتكون أول أكسيد الكربون القاتل:
2C (ر) + O 2 (ز) → 2CO (ز)

تفاعلات التحلل

هذه التفاعلات هي في الأساس معاكسة لتفاعلات المركب. نتيجة تفاعل التحلل تنقسم المادة إلى عنصرين (3، 4...) أبسط (مركبات):

• 2H2O (ل) → 2H2 (ز) + O2 (ز)- تحلل الماء
• 2H2O2 (ل) → 2H2 (ز) O + O2 (ز)- تحلل بيروكسيد الهيدروجين

ردود فعل النزوح واحدة

نتيجة لتفاعلات الاستبدال الفردية، يحل عنصر أكثر نشاطًا محل عنصر أقل نشاطًا في المركب:

Zn (s) + CuSO 4 (محلول) → ZnSO 4 (محلول) + Cu (s)

يقوم الزنك الموجود في محلول كبريتات النحاس بإزاحة النحاس الأقل نشاطًا، مما يؤدي إلى تكوين محلول كبريتات الزنك.

درجة نشاط المعادن حسب ترتيب النشاط التصاعدي:

• الأكثر نشاطا هي الفلزات القلوية والقلوية الأرضية

المعادلة الأيونية للتفاعل أعلاه ستكون:

Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)

الرابطة الأيونية CuSO 4، عند ذوبانها في الماء، تتحلل إلى كاتيون نحاس (شحنة 2+) وأنيون كبريتات (شحنة 2-). نتيجة لتفاعل الاستبدال، يتم تشكيل كاتيون الزنك (الذي له نفس شحنة كاتيون النحاس: 2-). يرجى ملاحظة أن أنيون الكبريتات موجود على طرفي المعادلة، أي أنه وفقا لجميع قواعد الرياضيات، يمكن اختزاله. والنتيجة هي معادلة أيونية جزيئية:

الزنك (ر) + النحاس 2+ → الزنك 2+ + النحاس (ر)

تفاعلات الإزاحة المزدوجة

في تفاعلات الاستبدال المزدوج، يتم بالفعل استبدال إلكترونين. وتسمى ردود الفعل هذه أيضًا تبادل ردود الفعل. تحدث مثل هذه التفاعلات في المحلول بتكوين:

• لا يتحلل في الماء صلب(ردود الفعل هطول الأمطار)؛
• الماء (رد فعل تحييد).

ردود الفعل هطول الأمطار

عند خلط محلول نترات الفضة (الملح) مع محلول كلوريد الصوديوم يتكون كلوريد الفضة:

المعادلة الجزيئية: بوكل (محلول) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (s) + KNO 3 (p-p)

المعادلة الأيونية: K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -

المعادلة الأيونية الجزيئية: Cl - + Ag + → AgCl (s)

إذا كان المركب قابلاً للذوبان، فإنه سيكون موجوداً في المحلول على شكل أيوني. إذا كان المركب غير قابل للذوبان، فإنه سوف يترسب لتكوين مادة صلبة.

تفاعلات التعادل

هذه هي التفاعلات بين الأحماض والقواعد التي تؤدي إلى تكوين جزيئات الماء.

على سبيل المثال، تفاعل خلط محلول حمض الكبريتيك مع محلول هيدروكسيد الصوديوم (الغسول):

المعادلة الجزيئية: H 2 SO 4 (ص - ص) + 2NaOH (ص - ص) → Na 2 SO 4 (ص - ع) + 2H 2 O (ل)

المعادلة الأيونية: 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (ل)

المعادلة الأيونية الجزيئية: 2H + + 2OH - → 2H 2 O (l) أو H + + OH - → H 2 O (l)

تفاعلات الأكسدة

هذه هي تفاعلات تفاعل المواد مع الأكسجين الغازي في الهواء، والتي، كقاعدة عامة، عدد كبير منالطاقة على شكل حرارة وضوء. تفاعل الأكسدة النموذجي هو الاحتراق. في بداية هذه الصفحة يوجد التفاعل بين الميثان والأكسجين:

CH 4 (جم) + 2O2 (جم) → CO 2 (جم) + 2H2O (جم)

ينتمي الميثان إلى الهيدروكربونات (مركبات الكربون والهيدروجين). عندما يتفاعل الهيدروكربون مع الأكسجين، يتم إطلاق الكثير من الطاقة الحرارية.

تفاعلات الأكسدة والاختزال

هذه هي التفاعلات التي يتم فيها تبادل الإلكترونات بين الذرات المتفاعلة. التفاعلات التي تمت مناقشتها أعلاه هي أيضًا تفاعلات الأكسدة والاختزال:

• 2Na + Cl 2 → 2NaCl - تفاعل مركب
• CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - تفاعل الأكسدة
• Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - تفاعل استبدال فردي

يتم وصف تفاعلات الأكسدة والاختزال مع عدد كبير من الأمثلة على حل المعادلات باستخدام طريقة توازن الإلكترون وطريقة التفاعل النصفي بأكبر قدر ممكن من التفاصيل في القسم

غالبًا ما يتم ملاحظة إطلاق الصوت في التفاعلات الكيميائية أثناء الانفجارات، عندما تؤدي الزيادة الحادة في درجة الحرارة والضغط إلى حدوث اهتزازات في الهواء. ولكن يمكنك الاستغناء عن الانفجارات. إذا قمت بسكب القليل من الخل على صودا الخبز، فسيتم سماع صوت هسهسة ويتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون: NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2. ومن الواضح أنه في الفضاء الخالي من الهواء لن يُسمع رد الفعل هذا ولا الانفجار.

مثال آخر: إذا صببت قليلًا من حمض الكبريتيك المركز الثقيل على قاع أسطوانة زجاجية، ثم صببت فوقها طبقة من الكحول الخفيف، ثم وضعت بلورات من برمنجنات البوتاسيوم (برمنجنات البوتاسيوم) على الحد الفاصل بين السائلين، فإنك سوف يسمع صوت طقطقة عالٍ إلى حد ما، وتظهر شرارات لامعة في الظلام. إليكم مثال مثير للاهتمام عن "كيمياء الصوت".

سمع الجميع اللهب يهدر في الموقد.

يتم سماع طنين أيضًا إذا قمت بإشعال الهيدروجين الخارج من الأنبوب وخفض نهاية الأنبوب إلى وعاء مخروطي أو كروي. هذه الظاهرة كانت تسمى لهب الغناء.

ومن المعروف أيضًا أن الظاهرة المعاكسة تمامًا هي تأثير صوت الصافرة على اللهب. يمكن للهب أن "يشعر" بالصوت، ويراقب التغيرات في شدته، ويخلق نوعًا من "النسخة الضوئية" من اهتزازات الصوت.

لذا فإن كل شيء في العالم مترابط، بما في ذلك العلوم التي تبدو بعيدة مثل الكيمياء والصوتيات.

دعونا نفكر في آخر علامات التفاعلات الكيميائية المذكورة أعلاه - ترسيب الراسب من المحلول.

في الحياة اليوميةردود الفعل هذه نادرة. يعرف بعض البستانيين أنه إذا قمت، لمكافحة الآفات، بإعداد ما يسمى بسائل بوردو (سمي على اسم مدينة بوردو في فرنسا، حيث تم رش كروم العنب به) وللقيام بذلك، قم بخلط محلول كبريتات النحاس مع حليب الجير ، سوف يتشكل راسب.

في الوقت الحاضر، يقوم عدد قليل من الناس بإعداد سائل بوردو، لكن الجميع قد شاهدوا المقياس داخل الغلاية. وتبين أن هذا أيضًا عبارة عن راسب يتكون أثناء التفاعل الكيميائي!

هذا هو رد الفعل. يوجد بعض بيكربونات الكالسيوم القابلة للذوبان Ca(HCO3)2 في الماء. وتتكون هذه المادة عندما تتسرب المياه الجوفية، التي يذوب فيها ثاني أكسيد الكربون، عبر الصخور الجيرية.

في هذه الحالة يحدث تفاعل انحلال كربونات الكالسيوم (ويصنع منها الحجر الجيري والطباشير والرخام): CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2. إذا تبخر الماء الآن من المحلول، يبدأ التفاعل في الاتجاه المعاكس.

يمكن أن يتبخر الماء عندما يجمع محلول بيكربونات الكالسيوم قطرات على سقف كهف تحت الأرض، وتتساقط هذه القطرات أحيانًا.

هذه هي الطريقة التي تولد بها الهوابط والصواعد. رد فعل عنيفيحدث عندما يتم تسخين المحلول.

هذه هي الطريقة التي يتشكل بها المقياس في الغلاية.

وكلما زاد عدد البيكربونات في الماء (يُطلق على الماء اسم العسر)، زادت أشكال القشور. وشوائب الحديد والمنجنيز تجعل القشور ليست بيضاء بل صفراء أو حتى بنية.

من السهل التحقق من أن المقياس عبارة عن كربونات بالفعل. للقيام بذلك، من الضروري التعامل مع الخل - حل حمض الخليك.

نتيجة للتفاعل CaCO3 + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + + H2O + CO2، سيتم إطلاق فقاعات ثاني أكسيد الكربون، وسيبدأ المقياس في الذوبان.

العلامات المذكورة (دعونا نكررها مرة أخرى: إطلاق الضوء والحرارة والغاز والرواسب) لا تسمح لنا دائمًا بالقول إن التفاعل يحدث بالفعل.

على سبيل المثال، مع جدا درجة حرارة عاليةتتفكك كربونات الكالسيوم CaCO3 (الطباشير والحجر الجيري والرخام) ويتكون أكسيد الكالسيوم وثاني أكسيد الكربون: CaCO3 = CaO + CO2، وخلال هذا التفاعل لا تنطلق طاقة حرارية، بل يتم امتصاصها و مظهرالمادة تتغير قليلا.

مثال آخر. إذا قمت بخلط المحاليل المخففة لحمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد الصوديوم، فلن تلاحظ أي تغييرات مرئية، على الرغم من حدوث التفاعل HC1 + NaOH = NaCl + H2O. في هذا التفاعل، "تنطفئ" المواد الكاوية - الحمضية والقلوية - بعضها البعض، وكانت النتيجة كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) والماء غير الضارين.

لكن إذا قمت بخلط محاليل حمض الهيدروكلوريك ونترات البوتاسيوم (نترات البوتاسيوم)، فلن يحدث أي تفاعل كيميائي.

لذلك، فقط من خلال علامات خارجيةليس من الممكن دائمًا معرفة ما إذا كان رد الفعل قد حدث.

دعونا نفكر في التفاعلات الأكثر شيوعًا باستخدام مثال الأحماض والقواعد والأكاسيد والأملاح - الفئات الرئيسية للمركبات غير العضوية.